人教版高一化学必修二化学能与热能课件.ppt

1、第二章第二章 化学反应与能量化学反应与能量第一节第一节 化学能与热能化学能与热能 （第（第1 1课时课时)知识目标知识目标 1 1、知道、知道化学键的断裂与形成化学键的断裂与形成是化学反应中是化学反应中能量变化的主要原因。能量变化的主要原因。2 2、知道、知道反应物和生成物总能量的相对大小反应物和生成物总能量的相对大小是能量变化的决定因素。是能量变化的决定因素。3 3、能够用化学键计算化学反应中的能量变、能够用化学键计算化学反应中的能量变化。化。4 4、了解吸热反应和放热反应的定义。、了解吸热反应和放热反应的定义。思考 1 1、社会发展主要靠什么呢？社会发展主要靠什么呢？能源、材料、信息能源、

2、材料、信息是现代发展的三大支柱是现代发展的三大支柱 2 2、当今社会的主要能源有哪些？、当今社会的主要能源有哪些？化石燃料：化石燃料：煤、天然气、石油煤、天然气、石油2.8%7.3%67.2%我国化石燃料和水电能源消耗构成图我国化石燃料和水电能源消耗构成图22.7%能源是人类赖以生存和能源是人类赖以生存和发展的物质基础，我们每时发展的物质基础，我们每时每刻、分分秒秒都离不开它。每刻、分分秒秒都离不开它。迄今为止，人类所能利用的迄今为止，人类所能利用的能源主要是化学能、电能、能源主要是化学能、电能、以及核能等等。但是，由于以及核能等等。但是，由于人类大量开发和浪费资源，人类大量开发和浪费资源，造

3、成了资源的不合理利用从造成了资源的不合理利用从而引发了不可避免的能源危而引发了不可避免的能源危机。机。煤、石油、天然气的主要化学成分是烃煤、石油、天然气的主要化学成分是烃类等有机物（煤中含有大量的碳），化石燃类等有机物（煤中含有大量的碳），化石燃料（料（煤、石油、天然气）不可再生人类面煤、石油、天然气）不可再生人类面临能源枯临能源枯竭竭的危机，的危机，在这方面化学能做出什在这方面化学能做出什么贡献？么贡献？1、什么是化学键，化学反应的本质是什么？、什么是化学键，化学反应的本质是什么？化学键：使化学键：使离子相结合或原子相结合离子相结合或原子相结合的的相互相互作用。作用。一、化学键与化学反应中能

4、量变化的关系一、化学键与化学反应中能量变化的关系*键能键能 ：拆开拆开1mol1mol某键所需的能量或形某键所需的能量或形成成1mol1mol该化学键所释放的能量叫键能。该化学键所释放的能量叫键能。单位：单位：kJ/molkJ/mol。实验测得，在实验测得，在25、101 KPa条件条件下，将下，将1 mol H2(H-H)变为变为2 mol H原子原子需吸收需吸收436 kJ能量，而能量，而2 mol H原子变原子变成成1 mol H2(H-H)放出放出436 KJ能量，这能量，这个能量就是个能量就是H-H键的键的键能键能。某些化学键的键能某些化学键的键能(KJ/mol)键键键能键能键键键能

5、键能HH436CH415.0ClCl242.7OH462.8BrBr193.7NH390.8II152.7HCl431.8CC347.7HI298.7键能越大键能越大含该键的分子越稳定含该键的分子越稳定化学键越牢固化学键越牢固2 2、物质的能量与稳定性的关系、物质的能量与稳定性的关系物质本身的能量高高低低不稳定不稳定 稳定稳定课堂练习1 1、金刚石和石墨是碳的两种结构不同的单质（同素、金刚石和石墨是碳的两种结构不同的单质（同素异形体）。在异形体）。在100kPa100kPa时，时，1mol1mol石墨转化为金刚石，石墨转化为金刚石，要吸收要吸收1.895KJ1.895KJ的热能。据此，试判断在

6、的热能。据此，试判断在100kPa100kPa压压强下，下列结论正确的是（强下，下列结论正确的是（）A A 石墨比金刚石稳定石墨比金刚石稳定 B B 金刚石比石墨稳定金刚石比石墨稳定 C 1molC 1mol石墨比石墨比1mol1mol金刚石的总能量高金刚石的总能量高 D 1molD 1mol金刚石比金刚石比1mol1mol石墨的总能量低石墨的总能量低H Cl ：Cl H H2 +Cl2 =2HClHH Cl ClHCl吸收能量吸收能量断开断开断开断开吸收能量吸收能量形成形成放出能量放出能量光照光照化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因。化的主要原

7、因。一个化学反应的的过程，本质上就是旧化一个化学反应的的过程，本质上就是旧化学键学键断裂断裂和新化学键和新化学键形成形成的过程。的过程。3、化学反应的特征（1 1）、有新物质产生）、有新物质产生（2 2）、伴随着能量的变化）、伴随着能量的变化 一个化学反应的的过程，本质上就是旧化学键一个化学反应的的过程，本质上就是旧化学键断裂断裂和新化学键和新化学键形成形成的的过程。过程。吸收能量吸收能量放出能量放出能量问题：一个化学反应是问题：一个化学反应是吸收能量吸收能量还是还是放出放出能量能量取决于什么呢？取决于什么呢？取决于所有取决于所有反应物的总能量反应物的总能量与与生成物的生成物的总能量总能量的相

8、对大小的相对大小水由高处向低水由高处向低处流要处流要释放能释放能量量（势能转换（势能转换为动能）为动能）提示：可从能量守恒角度提示：可从能量守恒角度 分析分析反应物的总能量反应物的总能量 生成物的总能量生成物的总能量反应物的总能量反应物的总能量 00 为吸热反应为吸热反应Q Q00 为放热反应为放热反应 注：注：吸热反应吸热反应和和放热反应放热反应都必须是都必须是化学反应化学反应1、在反应、在反应H2+Cl2 2HCl中，已知中，已知HH 键的键的键能为键能为436 kJ，ClCl键的键能为键的键能为247 kJ，HCl键的键能为键的键能为431 kJ，判断该反应是，判断该反应是 反应反应 放

9、热放热课堂练习课堂练习 (1)(1)化学键断裂时需要吸收能量。吸收的总化学键断裂时需要吸收能量。吸收的总能量为能量为436 kJ436 kJ247 kJ247 kJ683 kJ683 kJ；(2)(2)化学键形成时需要释放能量。释放的总化学键形成时需要释放能量。释放的总能量为能量为431 kJ431 kJ431 kJ431 kJ862 kJ862 kJ；(3)(3)反应中放出的热量的计算：反应中放出的热量的计算：683 kJ-862kJ=-179 kJ683 kJ-862kJ=-179 kJ加热课堂练习2、已知O=O键的键能是498KJ/mol，H-H的键能是436KJ/mol,O-H 的键能

10、是462KJ/mol，试判断1molH2完全燃烧生成水是吸热反应还是放热反应？吸收或放出多少热量？第一节第一节 化学能与热能化学能与热能 （第（第2 2课时课时)知识目标1、了解质量守恒和能量守恒定律的内容。2、掌握常见的放热反应和吸热反应。3、知道化学能与热能相互转化的意义。4、掌握中和热的概念。1化学反应中能量变化的主要原因化学反应中能量变化的主要原因2化学反应中能量变化的决定因素化学反应中能量变化的决定因素一个确定的化学反应完成后的结果是吸收能量一个确定的化学反应完成后的结果是吸收能量还是放出能量，取决还是放出能量，取决反应物的总能反应物的总能和和生成物的生成物的总能量总能量的相对大小。

11、的相对大小。化学键的化学键的断裂断裂和和形成形成是物质在化学反应中是物质在化学反应中发生能量变化的主要原因发生能量变化的主要原因1 1两条基本自然定律两条基本自然定律二、化学能与热能的相互转化二、化学能与热能的相互转化 能量守恒：能量守恒：一种形式的能量可以转化一种形式的能量可以转化为另一种形式的能量，但是体系的为另一种形式的能量，但是体系的总能总能量量保持不变。保持不变。质量守恒：质量守恒：自然界中的物质可以自然界中的物质可以相互转化，但是相互转化，但是总质量总质量保持不变。保持不变。2 2吸热反应和放热反应吸热反应和放热反应(1)(1)定义定义吸收热量吸收热量放出热量放出热量吸热反应：吸热

12、反应：_的化学反应的化学反应。放热反应：放热反应：_的化学反应的化学反应。（2）探究实验）探究实验 实验实验2-12-1：在一支试管中加入 23 mL6 mol/L 的盐酸，再插入用砂纸打磨光的铝条。观察现象，并用温度计测量溶液温度变化现象结论Al片上产生大量气泡，温度计水银柱上升Al和HCl反应为放热反应实验2-2将约 20 g Ba(OH)28H2O 晶体研细后与约 10 g NH4Cl 晶体一起放入烧杯中，并将烧杯放在滴有几滴水的玻璃片或小木板上，用玻璃棒快速搅拌，闻气味，用手触摸杯壁下部，试着用手拿起烧杯，观察现象。现象结论有刺激性气味产生，烧杯与玻璃片粘在一起Ba(OH)28H2O和

13、NH4Cl 是吸热反应实验实验2-32-3 在在 50 mL50 mL 烧杯中加入烧杯中加入 20mL2 mol/L 20mL2 mol/L 的盐酸，测其温度。的盐酸，测其温度。另用量筒量取另用量筒量取 20 mL 2 mol/L NaOH20 mL 2 mol/L NaOH 溶液，测其温度，并溶液，测其温度，并缓缓地倒入烧杯缓缓地倒入烧杯中，边加边用玻璃棒搅拌。观察反应中溶中，边加边用玻璃棒搅拌。观察反应中溶液温度的变化过程液温度的变化过程24.524.5盐酸温度盐酸温度氢氧化钠氢氧化钠中和反应后溶液中和反应后溶液温度温度24.524.527.827.8结论：结论：HClHCl和和NaOHN

14、aOH反应为放热反应反应为放热反应中和热测定的实验装置中和热测定的实验装置图 2123 3、中和热、中和热1 mol H2O 在在稀溶液稀溶液为中，为中，强酸强酸和和强碱强碱发生中和反应生发生中和反应生成成 时所释放的热量。时所释放的热量。4 4、常见的吸热反应和放热反应、常见的吸热反应和放热反应吸热吸热反应反应Ba(OH)Ba(OH)2 28H8H2 2O O和和NHNH4 4ClCl的反应的反应大部分分解反应大部分分解反应C+COC+CO2 2=2CO=2CO和和C+HC+H2 2O=CO+HO=CO+H2 2高温高温高温高温典型的反应：典型的反应：放热放热反应反应大部分化合反应大部分化合

15、反应金属与水或酸的反应金属与水或酸的反应所有的燃烧反应及所有的燃烧反应及缓慢氧化缓慢氧化酸碱中和反应酸碱中和反应课堂练习 例例1(2011 1(2011 年广东广州检测年广东广州检测)下列说法不正下列说法不正确的是确的是(）A A化学反应除了生成新物质外，还伴随着能量化学反应除了生成新物质外，还伴随着能量的变化的变化B B1 mol 1 mol 硫酸与足量氢氧化钠发生中和反应生硫酸与足量氢氧化钠发生中和反应生成水所释放的热量称为中和热成水所释放的热量称为中和热C C氢气燃烧放出大量的热，说明参加反应的氢氢气燃烧放出大量的热，说明参加反应的氢气和氧气总能量比生成物水的总能量高气和氧气总能量比生成

16、物水的总能量高D D放热反应有时也需要加热才可发生放热反应有时也需要加热才可发生A化学反应中既有物质变化又有能化学反应中既有物质变化又有能量变化量变化B化学键的断裂和形成与反应放热化学键的断裂和形成与反应放热和吸热无关和吸热无关C反应物的总能量与生成物的总能反应物的总能量与生成物的总能量一定相等量一定相等DH2SO4 与与 NaOH 的反应是放热反应的反应是放热反应吸热反应不一定需要加热，如吸热反应不一定需要加热，如Ba(OH)28H2O 晶体与晶体与NH4Cl晶体反应；放热反应有时也需要加热或点燃，如大多数燃烧反晶体反应；放热反应有时也需要加热或点燃，如大多数燃烧反应需要在点燃或者加热的条件

17、下才能发生。应需要在点燃或者加热的条件下才能发生。化学能化学能化学能化学能热能热能热能热能5 5、化学能与热能相互转化的意、化学能与热能相互转化的意义义能量变化能量变化(1)(1)化学反应伴随着化学反应伴随着 是化学反应的基是化学反应的基本特征之一。本特征之一。(2)(2)化学物质中的化学物质中的_通过化学反应转化成通过化学反应转化成_，提供了人类生存和发展所需要的能量和，提供了人类生存和发展所需要的能量和动力；而动力；而_转化成转化成_又是人们进行化工又是人们进行化工生产、研制新物质不可或缺的条件和途径。生产、研制新物质不可或缺的条件和途径。6 6、人类利用能源的三个阶段、人类利用能源的三个

18、阶段(1)柴草时期柴草时期 该时期从火的发现到该时期从火的发现到1818世纪产业革命，以世纪产业革命，以树树枝杂草枝杂草为主要能源。为主要能源。(2)(2)化石能源时期化石能源时期 从从1818世纪中期到现在，以世纪中期到现在，以煤、天然气、煤、天然气、石油石油为主要能源。为主要能源。(3)(3)多能源结构时期多能源结构时期以可再生能源和清洁能源为主要能源，包以可再生能源和清洁能源为主要能源，包括括太阳能、氢能、核能、生物质太阳能、氢能、核能、生物质能。能。3 下列反应属于吸热反应的是下列反应属于吸热反应的是()。CABa(OH)2 与与 HCl 的中和反应的中和反应B葡萄糖在人体内葡萄糖在人

19、体内氧化分解氧化分解CBa(OH)28H2O 与与 NH4Cl 反应反应D锌粒与稀锌粒与稀 H2SO4 反应制取反应制取 H24下列反应中，既属于氧化还原反下列反应中，既属于氧化还原反应同时又是吸热反应的是应同时又是吸热反应的是()。CABa(OH)28H2O 与与 NH4Cl 反应反应B铝与稀盐酸反应铝与稀盐酸反应C灼热的炭与灼热的炭与 CO2 反应反应D甲烷与甲烷与 O2 的燃烧反应的燃烧反应解析：解析：A 项虽然也是吸热反应，但项虽然也是吸热反应，但不是氧化还原反应。不是氧化还原反应。5下列说法正确的是下列说法正确的是()。A若氢气和氧气化合是放热反应，则水电解生成氢气和若氢气和氧气化合

20、是放热反应，则水电解生成氢气和氧气是吸热反应氧气是吸热反应ADB需要加热才能进行的反应是吸热反应需要加热才能进行的反应是吸热反应C反应放出热量的多少与反应物的质量和状态无关反应放出热量的多少与反应物的质量和状态无关D对放热反应对放热反应 ABCD ，A、B 的能量总和大于的能量总和大于 C、D 的能量总和的能量总和解析：解析：大多数燃烧反应都需要加热或点燃才能进行，但都大多数燃烧反应都需要加热或点燃才能进行，但都是放热反应，是放热反应，B 错；反应物的状态不同，其自身具有的能量也错；反应物的状态不同，其自身具有的能量也不同，且相同状态不同，且相同状态，质量不同，总能量也不相同。，质量不同，总能量也不相同。